徐京京　錢峰　王文廣

摘要：現(xiàn)有的手持電動(dòng)工具存在容易出現(xiàn)浮塵、噪音大、體積大等問(wèn)題。本文針對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)從業(yè)的用戶群體，通過(guò)對(duì)用戶群體行為的調(diào)研和分析，基于以用戶為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)理念，結(jié)合人物角色法和情景分析法，探討手持電動(dòng)工具設(shè)計(jì)。以期設(shè)計(jì)出滿足專業(yè)用戶需求的手持電動(dòng)工具。

關(guān)鍵詞：用戶導(dǎo)向;用戶需求;手持電動(dòng)工具設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）07-0152-03

1相關(guān)概念解析

1.1以用戶為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)

以用戶為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)稱為“UCD”，最早是源于諾曼和德拉帕爾的開創(chuàng)性工作，核心是指在實(shí)際操作中UCD圍繞著一個(gè)中心，即用戶。UCD中的設(shè)計(jì)指的是創(chuàng)造客戶的整體體驗(yàn)，UCD中的D也可被定義為發(fā)現(xiàn)（Discover），發(fā)展（Develop）和傳送（Deliver）。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法相比，以用戶為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)可以更明顯地看到設(shè)計(jì)對(duì)象、語(yǔ)境、工具、目標(biāo)及用戶的變化（如表1）。

2手持電動(dòng)工具

手持電動(dòng)工具，也可稱為便攜式電動(dòng)工具，是利用傳動(dòng)機(jī)制作為驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)工作頭旋轉(zhuǎn)或呈一定角度擺動(dòng)的便攜式機(jī)械化工具。其優(yōu)點(diǎn)主要為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、小巧、方便攜帶，相對(duì)于傳統(tǒng)的純手工加工工具，具有較高的作業(yè)效率。

手持式電動(dòng)工具種類繁多，包括手電鉆、手砂輪、電改錐、沖擊鉆、電搬子、電錘、手電鋸等。根據(jù)蓄電方式分類，可分為有線電動(dòng)工具（需要一直保持電線通電）和無(wú)線電動(dòng)工具（充電式鋰電池保證續(xù)航）;根據(jù)使用環(huán)境的不同，又可分為專業(yè)性電動(dòng)工具（企業(yè)生產(chǎn)用或工人施工使用）和非專業(yè)性電動(dòng)工具（家庭使用或個(gè)人使用）。本文主要針對(duì)后者，即個(gè)人使用的電動(dòng)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)研究。

3以用戶為導(dǎo)向的手持電動(dòng)工具設(shè)計(jì)流程

以用戶為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)理念主要是一種面向用戶需求設(shè)計(jì)的理念。其特征是在前一代產(chǎn)品基本滿足剛需的情況下，根據(jù)其使用過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題及需求進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn)和增加額外功能的設(shè)計(jì)方法。在以用戶為導(dǎo)向的諸多研究方法中，傳統(tǒng)的人物角色法和情境分析法能夠最直觀地體現(xiàn)兩者之間的關(guān)系，從而分析用戶在使用產(chǎn)品過(guò)程中的真正需求，下面將以用戶為導(dǎo)向闡述手持電動(dòng)工具設(shè)計(jì)的流程。

3.1采取人物角色法分析用戶需求

“人物角色法”是由Copper于20世紀(jì)90年代提出的一種以用戶為中心的設(shè)計(jì)方法。人物角色法是提取目標(biāo)群體的特征，并進(jìn)行勾勒，其優(yōu)點(diǎn)在于強(qiáng)調(diào)關(guān)注典型客戶，并選取代表“人物”，將用戶真正的需求恰當(dāng)?shù)厝谌朐O(shè)計(jì)中?？梢愿玫胤从痴鎸?shí)用戶群體的特征、目標(biāo)和行為，并進(jìn)一步滿足特定人群的需要，實(shí)現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行手持電動(dòng)工具設(shè)計(jì)前，在人物角色法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)研、實(shí)際訪談以及觀察法三種具體實(shí)施方法，并進(jìn)行歸納總結(jié)。

3.1.1調(diào)研問(wèn)卷

本次調(diào)研針對(duì)高校工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)師生及設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)師于網(wǎng)上進(jìn)行問(wèn)卷100份，得到回復(fù)96份，有效回復(fù)90份，得出的主要結(jié)論如下：

61%的用戶使用多個(gè)種類的電動(dòng)工具（包括電圓鋸、打磨機(jī)及拋光機(jī)等）進(jìn)行手板模型加工，24%的用戶只使用其中1～2種電動(dòng)工具用于制作過(guò)程中，6%的用戶幾乎不用電動(dòng)工具進(jìn)行加工工作，8%的用戶全程只使用純手工加工工具。

在手持電動(dòng)工具產(chǎn)品品牌的選擇上，50%的用戶更傾向于品牌較大、存在時(shí)間較久的老企業(yè)品牌，而在這其中的用戶又有30%的比例對(duì)專業(yè)型電動(dòng)工具情有獨(dú)鐘。由此可以看出，品牌在用戶眼中是選擇電動(dòng)工具極為重要的參考依據(jù)。

在使用手持電動(dòng)工具的過(guò)程中令用戶感到不滿意的問(wèn)題主要為：浮塵、噪音、操作復(fù)雜、體積大難以持握、受電線長(zhǎng)度約束和需要頻繁的更換工具等。

用戶對(duì)于電動(dòng)工具期望具有的功能主要有：輕量化（體積小巧）、多功能使用、便攜式使用（無(wú)線使用）、舒適的手感（防滑、防燙）、前衛(wèi)的造型、操作簡(jiǎn)單（例如可以觸控操作）等。

將用戶在購(gòu)買手持電動(dòng)工具時(shí)的影響因素進(jìn)行排序，分值范圍記為1～10分。計(jì)算出各個(gè)因素的總分除以問(wèn)卷數(shù)并進(jìn)行排序，最后得到影響用戶購(gòu)買的重要因素排序，如表2。

3.1.2實(shí)際訪談

以實(shí)際訪談的方式得到部分用戶對(duì)于使用手持電動(dòng)工具的陳述，然后將陳述內(nèi)容進(jìn)行有條理的篩選與整理，再將用戶的具體描述進(jìn)行用戶真實(shí)需求翻譯，如圖1所示。

3.1.3觀察法

通過(guò)對(duì)高校學(xué)生進(jìn)行手板模型制作過(guò)程所使用的電動(dòng)工具進(jìn)行詳細(xì)觀察后發(fā)現(xiàn)，由于很多工具本身體積較為龐大且較重，女性用戶普遍難以較好地持握進(jìn)行作業(yè)。而在整個(gè)加工過(guò)程中用到了5種以上不同類型的手持電動(dòng)工具，且一直在頻繁的更換使用。

3.2采用情境分析法模擬使用情景

情景是對(duì)未發(fā)生事態(tài)的勾勒。情景分析法是通過(guò)情景分析的過(guò)程，來(lái)揭示其涵義。相對(duì)于其他研究方法，情景分析可以更好地運(yùn)用于產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)過(guò)程中，引導(dǎo)設(shè)計(jì)。以下通過(guò)國(guó)內(nèi)外兩個(gè)知名品牌旗下的電動(dòng)工具實(shí)際案例進(jìn)行情景分析，并建立手持電動(dòng)工具在設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程中的情景分析圖。

3.2.1 HITACHI（品牌）電動(dòng)工具開發(fā)的情景分析

HITACHI在進(jìn)行旗下手持電動(dòng)螺絲刀產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮人機(jī)性，提出了一種符合人體工學(xué)的“旋轉(zhuǎn)式手柄”設(shè)計(jì)方案，可以在不同的使用場(chǎng)景下，靈活改變旋轉(zhuǎn)角度。其獨(dú)特的掌握式防滑手柄便于在精細(xì)操作時(shí)，直接作為手動(dòng)螺絲刀使用。通過(guò)分析HITACHI手持電動(dòng)螺絲刀設(shè)計(jì)，并模擬用戶使用場(chǎng)景，建立了如圖2的情景分析圖。

3.2.2威克土產(chǎn)品開發(fā)中的情景分析

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅猛發(fā)展，多功能化已經(jīng)成為電動(dòng)工具的一種重要的發(fā)展趨勢(shì)。威克士萬(wàn)能接口超音匠多功能機(jī)系列通過(guò)對(duì)用戶不同的作業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行情景分析，深入挖掘用戶的使用需求，設(shè)計(jì)開發(fā)了一款以同一機(jī)身為主體，配備通用接口，可通配不同品牌多功能機(jī)的附件，滿足多種工況，快速解決各種難題的多功能手持電動(dòng)工具。

3.3生成概念方案

概念的設(shè)定與確立是方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)流程中，概念的產(chǎn)生需要依托用戶需求，在前期人物角色法的設(shè)計(jì)方法中，通過(guò)調(diào)研問(wèn)卷、實(shí)際訪談以及使用過(guò)程觀察的方式已經(jīng)將用戶對(duì)手持電動(dòng)工具的真實(shí)使用需求進(jìn)行了正確的分析，并歸納為多功能作業(yè)、手感舒適、便攜使用、觸控操作、快速裝夾與造型前衛(wèi)六大主要需求。

在以用戶為導(dǎo)向的設(shè)計(jì)理念條件下，可以通過(guò)人物角色法以及情景分析法對(duì)手持電動(dòng)工具需求進(jìn)行有效地分析與總結(jié)，得出了設(shè)計(jì)的方向：依托用戶習(xí)慣與文化傳統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新;在解決噪聲、灰塵、節(jié)能環(huán)保的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新;從人機(jī)因素、功能、安全、維修角度進(jìn)行創(chuàng)新。并在此基礎(chǔ)上提出設(shè)計(jì)方案的初步概念：（1）外觀：采用流線型機(jī)身，弱化手持電動(dòng)工具的剛硬感;（2）材質(zhì)：纖細(xì)化且防滑的手柄，隔熱的機(jī)身外殼;（3）功能：通過(guò)快速拆裝結(jié)構(gòu)更換配件，快速滿足不同的需求，可切割、打磨、拋光等;（4）操作：增加新的使用方式——觸控顯示屏;（5）續(xù)航：采用可快速拆裝的雙鋰電池，雙重續(xù)航保障。

4以用戶為導(dǎo)向的手持電動(dòng)工具設(shè)計(jì)實(shí)踐

4.1造型設(shè)計(jì)

此造型設(shè)計(jì)利用“仿型”的設(shè)計(jì)語(yǔ)言，造型元素既源自字母“Y”，也來(lái)源于生活。例如，日常生活中常見的水管接口、彈弓和拐杖等都為方案的造型提供了有價(jià)值的靈感與創(chuàng)意。在對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的充分理解以及對(duì)抓握件的主要受力方向的分析之后，并結(jié)合設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行了如圖3所示的草圖推敲。

4.2尺寸設(shè)計(jì)

在手持電動(dòng)工具的造型設(shè)計(jì)中，人機(jī)關(guān)系是一個(gè)重要的方面，人體工學(xué)研究表明：由于人種特征的差異性，東亞黃種人的手掌在尺度上要小于歐美白色人種。中國(guó)男性的手掌長(zhǎng)度范圍一般在17.5cm～20cm之間，寬度在8cm～9cm之間;女性手掌長(zhǎng)度范圍在16cm～18cm之間，寬度在6.5cm～8cm之間。考慮到使用群體的性別差異、手握寬度不同，在此次手持式電動(dòng)工具設(shè)計(jì)時(shí)，將以女性掌握程度為基礎(chǔ)，滿足女性用戶也能方便持握的使用體驗(yàn)，尺寸設(shè)計(jì)如圖4所示。

4.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.3.1快速更換功能模塊設(shè)計(jì)

由于集所有功能為一體的設(shè)計(jì)概念，想要實(shí)現(xiàn)使用場(chǎng)景的快速切換，就必須解決功能模塊的快速拆裝問(wèn)題，在解決這個(gè)問(wèn)題上使用了旋扭式快緊機(jī)構(gòu)（如圖5），旋鈕上設(shè)有“L”“·”以及“R”三個(gè)旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)，當(dāng)旋鈕旋轉(zhuǎn)至“L”處時(shí)，萬(wàn)用寶夾頭呈打開狀態(tài)，用戶即可按自身使用需求裝配功能夾頭;當(dāng)旋鈕旋轉(zhuǎn)至“R”處時(shí)，萬(wàn)用寶夾頭呈關(guān)閉狀態(tài)，用戶即可打開電源進(jìn)行作業(yè);而當(dāng)萬(wàn)用寶電量耗盡亦無(wú)法及時(shí)充電時(shí)，用戶即可將旋鈕旋轉(zhuǎn)至“·”處，此時(shí)萬(wàn)用寶呈手動(dòng)模式，用戶可使用其進(jìn)行純手工作業(yè)。此結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)需使用螺絲刀等外部工具即可按實(shí)際使用需求快速拆卸、安裝功能頭，從而節(jié)省了時(shí)間，縮減手板模型制作的工作周期，提高整體制作效率。

4.3.2電池快速拆裝、充電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電池的可拆卸式設(shè)計(jì)在手持電動(dòng)工具里早已應(yīng)用廣泛，對(duì)于此方案內(nèi)的電池拆卸方式，采用了消防栓的旋轉(zhuǎn)卡扣連接法進(jìn)行設(shè)計(jì)，在電池的安裝和拆卸過(guò)程中，用戶僅需要向左和向右旋扭電池即可輕松完成操作。而電池的充電座插口也采用了同樣的卡扣原理，插入電池并旋扭至正確位置即可開始充電（如圖6）。

4.4交互設(shè)計(jì)

人機(jī)交互預(yù)示著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，交互設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)中扮演著至關(guān)重要的角色。交互設(shè)計(jì)思想的應(yīng)用對(duì)于此次產(chǎn)品造型美化、產(chǎn)品功能完善具有重要作用，要想提高用戶使用體驗(yàn)，此次設(shè)計(jì)方案的觸控化操作也離不開交互設(shè)計(jì)。在此方案上交互的具體應(yīng)用主要分為三大部分：（1）菜單模塊：主要負(fù)責(zé)機(jī)器的菜單欄、開關(guān)機(jī)及個(gè)性化設(shè)置等。（2）功能模塊：主要負(fù)責(zé)無(wú)線連接、觸控操作及低電量提醒等。（3）控制界面：主要負(fù)責(zé)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)的模式設(shè)置以及各個(gè)模式的轉(zhuǎn)速、正反轉(zhuǎn)和亮度等參數(shù)調(diào)節(jié)（如圖7）。

4.5材質(zhì)設(shè)計(jì)

手持電動(dòng)工具材質(zhì)的選擇直接影響到產(chǎn)品整體的人性化設(shè)計(jì)，現(xiàn)有的產(chǎn)品多使用低碳鋼來(lái)保證外殼的高強(qiáng)度以及硬度，但是也帶來(lái)了整體機(jī)身較為沉重的問(wèn)題。因此，在此方案材質(zhì)的選擇上選用了輕量化且隔熱效果較好的鎂合金材料，并在手柄表面使用了防滑的橡膠軟包材質(zhì)（如圖8），防止由于機(jī)身震動(dòng)造成的滑動(dòng)和不適問(wèn)題，這樣的外殼既保證了手持電動(dòng)工具的隔熱性和防滑性，又增強(qiáng)了使用者的舒適性。

4.6色彩設(shè)計(jì)

黃色是一種帶有警示色彩的顏色，同時(shí)讓人覺(jué)得溫暖，與黑色搭配在一起可以解決手持電動(dòng)工具給人帶來(lái)的冰冷、尖銳的感覺(jué)。與橙色、綠色相比雖沒(méi)有較高的識(shí)別度，但給人一種安全和專業(yè)的感覺(jué)。所以將黃色定為此設(shè)計(jì)的主要顏色，紅色、橙色以及藍(lán)色等定為可選配顏色，形成一套系列化的配色應(yīng)用于產(chǎn)品機(jī)身以及包裝設(shè)計(jì)上。用戶購(gòu)買時(shí)不必為品牌特有的配色感到糾結(jié)，可以根據(jù)自己的喜好定制款式，這也在一定程度上增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)感。

4.7功能設(shè)計(jì)

根據(jù)用戶使用場(chǎng)景分析將其功能主要分為：（1）電動(dòng)往復(fù)鋸;（2）電動(dòng)切割機(jī);（3）電動(dòng)角磨機(jī);（4）電動(dòng)鏟刀;（5）電動(dòng)拋光機(jī)（如圖9），這些功能的實(shí)現(xiàn)都建立在機(jī)身整體不動(dòng)，用戶只需根據(jù)使用需求快速更換功能頭模塊，進(jìn)而快速切換至不同的使用場(chǎng)景。

5總結(jié)

本文針對(duì)現(xiàn)有手持電動(dòng)工具的現(xiàn)存問(wèn)題，通過(guò)以用戶為導(dǎo)向理念下的人物角色法與情景分析法，結(jié)合在案例中對(duì)用戶需求的挖掘與研究，探討手持電動(dòng)工具設(shè)計(jì)的流程，并賦予實(shí)踐。希望通過(guò)該研究為工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)用戶群體設(shè)計(jì)出更符合他們需求的手持電動(dòng)工具。